3D-Kunststoffbearbeitung mit Laser

Jenoptik zeigt Lasermaschinen für das Kunststoffschneiden und -schweißen

© 2015 JENOPTIK-KONZERN

Laserschweißen mit JENOPTIK-VOTAN W © 2015 JENOPTIK-KONZERN

Mit ihrem breiten Produktspektrum bietet die Jenoptik-Sparte Laser & Materialbearbeitung Lösungen rund um Schneiden, Schweißen und Perforieren von Kunststoffen. Auf der Fakuma zeigt Jenoptik unter anderem den Roboterarm als Kernstück der Lasermaschine JENOPTIK-VOTAN® BIM für präzises 3D-Laserschneiden. Das zweite Highlight ist der Schweißdemonstrator der Anlage JENOPTIK-VOTAN® W für schnelles, berührungsloses Kunststoffschweißen.

Präzises 3D-Kunststoffschneiden mit JENOPTIK-VOTAN® BIM

Das Schneiden von Kunststoffen mittels Laser erlaubt eine hocheffiziente Bearbeitung von komplexen 3D-Bauteilen. Das berührungslose Verfahren ist materialschonend und minimiert Kosten, die sonst durch lange Rüstzeiten oder Werkzeugverschleiß entstehen. Darüber hinaus gewährleistet das Laserschneiden von Kunststoff eine hohe Kantenqualität. Typische Probleme wie die Bildung von Schmauch löst Jenoptik durch den gezielten Einsatz von Abluftreinigungsanlagen aus eigener Produktion.

Das Systemkonzept der JENOPTIK-VOTAN® BIM-Serie basiert auf einer Strahlführung im Inneren des Roboters. Dies ermöglicht die Nutzung von CO2-Lasern mit Leistungen bis zu 5 kW, ohne eine komplexe und kollisionsanfällige externe Strahlführung nutzen zu müssen. Gleichzeitig verhindert der äquidistante Strahlengang ein Pumpen des Laserstrahls und damit verbundene Änderung der Strahlqualität.

Mit diesem Gesamtansatz bietet Jenoptik ein optimiertes Werkzeug zum Beschnitt aller im Fahrzeug enthaltenen 3D-Kunststoffbauteile, wie zum Beispiel Innentüren oder Stoßfänger. Aufgrund der hohen Flexibilität ist JENOPTIK-VOTAN® BIM ein ideales Werkzeug, um eine hohe Variantenvielfalt auch ohne die dafür notwendigen Stanzwerkzeuge bei der konventionellen Bearbeitung mit nur einer Anlagentechnik und verschleißfreiem Werkzeug zu bedienen.

Schnelles, zuverlässiges Kunststoffschweißen mit JENOPTIK-VOTAN® W

Um die Anwendungsmöglichkeiten des Laserdurchstrahlschweißens zu erweitern, entwickelte Jenoptik das Schweißen mit freistrahlenden Diodenlasern. Diodenlaser sind seit Jahren als Pumpmodule in Scheibenlasern im Einsatz und werden durch Jenoptik auch als Direktstrahler verwendet.

Sie zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:
• sehr hoher Wirkungsgrad, da keine Verluste durch Faserkopplung,
• hohe Ausgangsleistungen bis zu 120 W je Einzelmodul,
• hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer von mehr als 20.000 Arbeitsstunden,
• Standardwellenlängen von 808 bis 980 nm,
• flexible Skalierung bei günstigem Preis-/Leistungsverhältnis,
• kompakte und robuste Bauform.

Im Gegensatz zum Schweißen mit Punktstrahlquellen arbeiten die freistrahlenden Diodenlaser wie eine Art Lichtvorhang, das heißt, sie verfügen über einen kollimierten Strahlverlauf mit Tiefenschärfebereichen bis 200 mm. Beim Auftreffen der Laserstrahlung auf den absorbierenden Kunststoff wird die Lichtenergie des Lasers entlang der bestrahlten Linie in Wärmeenergie umgewandelt.

Diese Eigenschaft der Freistrahler eröffnet die Möglichkeit den Arbeitsabstand stark zu variieren und somit auch 3D-Bauteile ohne komplizierte Optiken oder hochgenaue Handlingsysteme zu verschweißen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil beim Schweißen mit freistrahlenden Diodenlasern ist die einfache Skalierung, wodurch eine hohe Produktivität bei vergleichsweise geringen Betriebskosten erzielbar ist.

Jenoptik fasst für das Schweißen von großen Kunststoffbauteilen, wie zum Beispiel Schusskanälen auf Instrumententafeln oder Türverkleidungen eines Fahrzeugs, mehrere Diodenlaser zu einer Diodenlaserlinie zusammen. Damit können auch große Bauteile sehr effektiv in einer Überfahrt fest miteinander verschweißt werden.

Quelle: JENOPTIK-KONZERN